JPS5966182A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS5966182A JPS5966182A JP57177230A JP17723082A JPS5966182A JP S5966182 A JPS5966182 A JP S5966182A JP 57177230 A JP57177230 A JP 57177230A JP 17723082 A JP17723082 A JP 17723082A JP S5966182 A JPS5966182 A JP S5966182A
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- gold
- submount
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
- H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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- H01S5/0235—Method for mounting laser chips
- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体レーザ装置
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来例の構成とその問題点
一般に半導体レーザ装置の組立構造は第１図に示す構造
になっている。
になっている。
すなわち、レーザチップ１はサブマウント２の上にボン
ディングされて、さらにサブマウント２は銅などの放熱
体３の上にボンディングされている。そしてレーザチッ
プ１の表面にボンディングされた電極用ワイヤー４が一
方のリード線らに接続され、他方、放熱体３はもう一方
のリード線６とつながっており、レーザチップ１で発生
した熱は、この放熱体３からリード線６を通して逃げる
構造になっている。
ディングされて、さらにサブマウント２は銅などの放熱
体３の上にボンディングされている。そしてレーザチッ
プ１の表面にボンディングされた電極用ワイヤー４が一
方のリード線らに接続され、他方、放熱体３はもう一方
のリード線６とつながっており、レーザチップ１で発生
した熱は、この放熱体３からリード線６を通して逃げる
構造になっている。
サブマウント２の材料としては、その加工の容易さ、端
面精度の出し易さよりシリコンが特によく１史用される
。
面精度の出し易さよりシリコンが特によく１史用される
。
従来、サブマウント２とチップ１との接着材料７として
は、ｌ；す（Ｓｎ）、あるいは金、錫の合金（Ａｕ−３
ｎ ）が用いられるのが普通である。
は、ｌ；す（Ｓｎ）、あるいは金、錫の合金（Ａｕ−３
ｎ ）が用いられるのが普通である。
しかしＳｎヲ用いた場合、ザブマウント２の表面が凹凸
Ｖｃｆｊ′、り易く、チップ１が全面的に接触し難く接
ノ１゛ｆが不均一になり易い。その結果、チップ１が接
Ａ’−７されていない領域からは熱をザブマウント２に
有効に逃がすことができないので、温度上昇が激しくな
ってチップ１が劣化し、レーザｏ４そ１′ｉを短くして
いた。寸たＡｕ −Ｓｎ合金を用いた場合には接〃ｆ温
度をＡｕ −Ｓｎ共晶温度（約３８ｏ℃）寸で上げる必
要があり、この高部のためテップ１が劣化を起すことが
あった。
Ｖｃｆｊ′、り易く、チップ１が全面的に接触し難く接
ノ１゛ｆが不均一になり易い。その結果、チップ１が接
Ａ’−７されていない領域からは熱をザブマウント２に
有効に逃がすことができないので、温度上昇が激しくな
ってチップ１が劣化し、レーザｏ４そ１′ｉを短くして
いた。寸たＡｕ −Ｓｎ合金を用いた場合には接〃ｆ温
度をＡｕ −Ｓｎ共晶温度（約３８ｏ℃）寸で上げる必
要があり、この高部のためテップ１が劣化を起すことが
あった。
発明の目的
不発明はこれらの欠点を除いて、Ｓｎの融点近くの温度
で均一な］ザＲを可能にして良好な放熱特性とｉ＋’：
＋い信頼性を有する半導体レーザ装置を製造する方法を
提供するものである。
で均一な］ザＲを可能にして良好な放熱特性とｉ＋’：
＋い信頼性を有する半導体レーザ装置を製造する方法を
提供するものである。
発明のキｆｊ？成
本発明の半導体装置の製造方法はマウント用基板の表面
に錫の薄膜を蒸着し、前記錫の薄膜上に金の薄膜を蒸着
し、次いで表面に金の電極を有する半導体チップを前記
金の薄膜と前記金の電極が接合されるように前記マウン
ト用基板上に載置し、その後前記マウント用基板に前記
半導体チップを熱圧着ボンディングするものである。
に錫の薄膜を蒸着し、前記錫の薄膜上に金の薄膜を蒸着
し、次いで表面に金の電極を有する半導体チップを前記
金の薄膜と前記金の電極が接合されるように前記マウン
ト用基板上に載置し、その後前記マウント用基板に前記
半導体チップを熱圧着ボンディングするものである。
本発明の製造方法は、例えば第２図に示すようにザブマ
ウント２にまず錫膜７Ａを１．８±０．４μｍの厚みに
蒸着し、次いでその上に金膜７Ｂを０．２μｍ以下の薄
い厚さに蒸着し、また、チップ１０表面金属８には金膜
８を形成する方法である。
ウント２にまず錫膜７Ａを１．８±０．４μｍの厚みに
蒸着し、次いでその上に金膜７Ｂを０．２μｍ以下の薄
い厚さに蒸着し、また、チップ１０表面金属８には金膜
８を形成する方法である。
このようにすれば接着材料として錫だけを用いる場合と
同一の温度（２５０〜３６０℃）でボンディングしても
チップ１をサブマウント２に均一にボンディングするこ
とができる。これは０．２μｍ以下の厚さの薄い金膜を
つけることにより、チップ１をボンディングした場合に
サブマウント表面でＡｕ −Ｓｎ合金化するだめに、接
着が強固になるだめである。
同一の温度（２５０〜３６０℃）でボンディングしても
チップ１をサブマウント２に均一にボンディングするこ
とができる。これは０．２μｍ以下の厚さの薄い金膜を
つけることにより、チップ１をボンディングした場合に
サブマウント表面でＡｕ −Ｓｎ合金化するだめに、接
着が強固になるだめである。
実施例の説明
シ、下実施例をもとにして本発明の半導体装置の製造方
法を説明する。
法を説明する。
２８２図に示すように、比抵抗が０．００７〜０．０１
８Ω−ａｒｔで厚さが約２５０μｍのＮ型シリコンウェ
・・−２の両面にＯｒとＮｉＣｒ の積層膜を約４０
００Ａ、さらに、その上にＡｑを約３００ｏ人蒸着する
。
８Ω−ａｒｔで厚さが約２５０μｍのＮ型シリコンウェ
・・−２の両面にＯｒとＮｉＣｒ の積層膜を約４０
００Ａ、さらに、その上にＡｑを約３００ｏ人蒸着する
。
次にその片面に５ｕ７Ａを真空度５ ｘ １０ ｔｏｒ
ｒで、１．８±０．４μｍの厚さに蒸着し、続けてＡｕ
７ Ｂ ｆ ０．０１〜０．２μｍの厚さで蒸着する。
ｒで、１．８±０．４μｍの厚さに蒸着し、続けてＡｕ
７ Ｂ ｆ ０．０１〜０．２μｍの厚さで蒸着する。
このようにして膜を形成したシリコンウニ・・−をスク
ライバ−によす１．２ ＃ Ｘ １．○門の寸法に切断
し、ザブマウントとじて使用するＣ 次に５ｎ７ＡおよびＡｕ７Ｂを蒸着した面上に最終層８
がＡｕ ８から成るレーザチップ１を温度２５０〜３５
０°Ｃで熱圧着ボンドする。
ライバ−によす１．２ ＃ Ｘ １．○門の寸法に切断
し、ザブマウントとじて使用するＣ 次に５ｎ７ＡおよびＡｕ７Ｂを蒸着した面上に最終層８
がＡｕ ８から成るレーザチップ１を温度２５０〜３５
０°Ｃで熱圧着ボンドする。
次にザブマウント２全体を第１図に示したのと同様の放
熱体となる銅ブロックにＩｎ 半田で接着をする。これ
でレーザ素子は完成する。
熱体となる銅ブロックにＩｎ 半田で接着をする。これ
でレーザ素子は完成する。
第３図、第４図は従来のＳｎだけをサブマウント２表面
に蒸着する方法と本発明の方法によって製作した半導体
レーザ装置の特性の比較を行なった結果を示す。
に蒸着する方法と本発明の方法によって製作した半導体
レーザ装置の特性の比較を行なった結果を示す。
紀３図は熱伝導率について比較したものである０同図よ
り本発明の方法の５ｎ （！：Ａｕを用いた場合は従来
のｓｎを用いた場合に比べて熱伝導率は約２倍になって
おり放熱特性が大幅に改善されたことがわかる。
り本発明の方法の５ｎ （！：Ａｕを用いた場合は従来
のｓｎを用いた場合に比べて熱伝導率は約２倍になって
おり放熱特性が大幅に改善されたことがわかる。
第４図は従来のＳｎを用いた場合と本発明のＳｎとＡｕ
を用いた場合のレーザのライフ特性を比較したものであ
る。どちらも動作条件は７０℃。
を用いた場合のレーザのライフ特性を比較したものであ
る。どちらも動作条件は７０℃。
３ｍＷ、自動光出力制御動作時の動作電流ＩＯｐの経時
変化を示しだものである０同図よりＳｎ を用いたもの
は約６００ｏ時間で劣化しているが、ＳｎとＡｕを用い
たものは１００００時間経過しても、その動作電流の増
加は非常に少ない。
変化を示しだものである０同図よりＳｎ を用いたもの
は約６００ｏ時間で劣化しているが、ＳｎとＡｕを用い
たものは１００００時間経過しても、その動作電流の増
加は非常に少ない。
発明の効果
以上証明したように本発明のＳｎとＡｕを用いた半導体
装置製造方法は接着性の改善により放熱特性が向」ニし
、寿命も大幅に改善されることが判る。
装置製造方法は接着性の改善により放熱特性が向」ニし
、寿命も大幅に改善されることが判る。
なお、この接着方法は半導体レーザのみならず他の）１
′−導体素子の接着方法にも適用できることはもちろん
のことである。
′−導体素子の接着方法にも適用できることはもちろん
のことである。
第１図は半導体レーザ装置の組立構造を示した図、第２
図は本発明の半導体装置の製造方法を説明するだめのザ
ブマウントの近傍の拡大図、第３図は従来の方法および
本発明の方法によるレーザ装置を用いた場合の熱伝導率
を比較した図、第４図は同じくライフ特性の比較を示す
図である。 １・・・・チップ、２・・・・・・ザブマウント、３・
・・・・・放熱体、４・・・・・・電極用ワイヤー、５
，６・・・・リード線、７・・・・・・接着材料。 （Ｕ里人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１図 第 第 ２ 【Ａ 第 ／ ３図 Ｓｎ＜１８）ｔｙＪ４ノ 、３ｎ（１，８）ｔｍ）ｔＡ
ｕ（θ１５）ｔｙｎ）４図
図は本発明の半導体装置の製造方法を説明するだめのザ
ブマウントの近傍の拡大図、第３図は従来の方法および
本発明の方法によるレーザ装置を用いた場合の熱伝導率
を比較した図、第４図は同じくライフ特性の比較を示す
図である。 １・・・・チップ、２・・・・・・ザブマウント、３・
・・・・・放熱体、４・・・・・・電極用ワイヤー、５
，６・・・・リード線、７・・・・・・接着材料。 （Ｕ里人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１図 第 第 ２ 【Ａ 第 ／ ３図 Ｓｎ＜１８）ｔｙＪ４ノ 、３ｎ（１，８）ｔｍ）ｔＡ
ｕ（θ１５）ｔｙｎ）４図
Claims (3)
- （１）マウント用基板の表面に錫の薄膜を蒸着し、前記
錫の薄膜上に金の薄膜を蒸着し、次いで表面に金の電極
を有する半導体チップを、前記金の薄膜と前記金の電極
が接合されるように前記マウント用基板上に載置し、そ
の後前記マウント用基板に前記半導体チップを熱圧着ボ
ンディングする半導体装置の製造方法。 - （２）マウント用基板がシリコンから構成され、錫の薄
膜の厚さが１８±０．４μｍであり、金の薄膜が０．２
μｍ以下であり、熱圧着ボンディングの温度が３ｏｏ℃
±５０℃であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体装置の製造方法。 - （３）マウント用基板が半導体レーザのサブマウントで
、半導体チップが半導体レーザチップであり、前記サブ
マウントは金属放熱体にボンディングされることを特徴
とする特許請求の範囲第７項記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177230A JPS5966182A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177230A JPS5966182A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966182A true JPS5966182A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=16027423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57177230A Pending JPS5966182A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966182A (ja) |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP57177230A patent/JPS5966182A/ja active Pending
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